可重構(gòu)天線研究方案總結(jié)

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1、范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)可重構(gòu)天線設(shè)計近年來，無線通信技術(shù)得到飛速發(fā)展，系統(tǒng)對天線性能的要求越來越高。大容量、多功能、超寬帶是目前無線通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，為了提高系統(tǒng)容量，下一代無線通信將更多的考慮采用MIMO技術(shù)。MIMO技術(shù)指的是利用多個發(fā)射天線和多個接收天線進行無線傳輸?shù)募夹g(shù)，在分集技術(shù)出現(xiàn)后多徑效應(yīng)在MIMO系統(tǒng)中作為一個有利因素被加以利用，從而改善了每一個用戶的服務(wù)質(zhì)量及提高了頻譜利用率。但是，隨著使用天線數(shù)目的增加，通信系統(tǒng)的整體成本和重量也隨之增加，而且會帶來電磁兼容方面的問題，使得MIMO技術(shù)實現(xiàn)的復(fù)雜度和成本大幅度增高，不能充分發(fā)揮

2、其技術(shù)優(yōu)勢。技術(shù)相對成熟的相控陣天線又存在饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、需增加移相器以及由此造成的高成本和高技術(shù)難度等缺點?？芍貥?gòu)天線在這種背景下應(yīng)運而生?？芍貥?gòu)天線就是采用同一個天線或天線陣，通過引入開關(guān)器件控制天線的輻射結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)工作模式的轉(zhuǎn)換，使其具有多個天線的功能。這種天線能夠根據(jù)應(yīng)用需求改變其關(guān)鍵特性參數(shù)，如工作頻率、輻射方向圖、極化方式、雷達散射截面和輸入阻抗等，具有不用人工干預(yù)，便于控制等特點?？芍貥?gòu)天線為天線技術(shù)的發(fā)展帶來了一次革命，為提高無線通信系統(tǒng)容量、擴展系統(tǒng)功能、增加系統(tǒng)工作帶寬、實現(xiàn)軟件無線電等方面提供重要的技術(shù)保障，將對無線通信技術(shù)帶

3、來深遠的影響?？芍貥?gòu)天線按照功能可分為頻率可重構(gòu)天線、方向圖可重構(gòu)天線、頻率和方向圖同時可重構(gòu)天線、極化可重構(gòu)天線等。方向圖是天線的一個重要特性，在軍民用雷達、智能武器制導(dǎo)、無線通信等系統(tǒng)中要求天線具有方向圖可控性，因此，方向圖可重構(gòu)天線是可重構(gòu)天線研究的重要方向。1可重構(gòu)天線基本原理天線設(shè)計是一個很復(fù)雜的電磁問題,雖然天線的種類形形色色,但其本質(zhì)歸根到底就是設(shè)計一個具有特定電流分布的輻射體。天線所要求的各個參數(shù)都是由其輻射體或包圍輻射體的封閉面上的電流分布決定的。可重構(gòu)天線作為一種新型的天線,之所以可以重構(gòu)天線的參數(shù)、具有可切換的不同的工作模式

4、,其本質(zhì)也就是通過改變天線的結(jié)構(gòu)進而改變天線的電流分布來實現(xiàn)的。因此,可重構(gòu)天線的設(shè)計需要高效的電磁分析手段,而不是等同于多個傳統(tǒng)天線的簡單疊加。目前在可重構(gòu)天線設(shè)計的電磁分析中廣泛使用的方法有:時域有限差分法(FDTD)、word完美格式整理范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)有限元法(FEM)、邊界元法(BEM)、矩量法(MOM)等。特別是FDTD,由于它具有建模容易、計算時間短、對電磁特性模擬精確等優(yōu)點,因此在可重構(gòu)天線的設(shè)計中有很大的應(yīng)用價值。2頻率可重構(gòu)天線理想的頻率可重構(gòu)天線指的是保持天線其他特性不變，在一定范圍內(nèi)具有對頻率的調(diào)諧或切換能力的大線。重構(gòu)天

5、線工作頻率的方法有：加載開關(guān)，加載可變電抗元件，改變天線機械結(jié)構(gòu)，以及改變天線的材料特性。這些方法都依據(jù)相同的工作原理:改變大線的有效電長度從而使相應(yīng)的L作頻率發(fā)生變化。線天線，環(huán)天線，縫隙天線和微帶天線都屬于諧振天線。對于這些類型的大線而言，天線的有效電長度主要決定了天線的工作頻率、帶寬(分數(shù)帶寬一般不超過10%，常見數(shù)值在1%到3%之間)和天線上的電流分布。比如，對于傳統(tǒng)的線性雙極大線，一階諧振發(fā)生在天線長度接近半個波長處，這時天線表面的電流分布導(dǎo)致了水平全向的輻射模式。因此，如果我們希望使該天線工作于更高的頻率，我們可以縮短雙極天線的長度，

6、而這個長度對應(yīng)于改變后的工作頻率的半個波長，這樣便達到了頻率重構(gòu)的目的。以上準則不僅對于雙極大線成立，也同樣適用于環(huán)天線、縫隙天線和微帶天線。2.1開關(guān)可重構(gòu)word完美格式整理范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)天線的有效電長度可以通過加載開關(guān)的方法加以控制改變，從而達到重構(gòu)天線頻率的目的，比如光學(xué)開關(guān)，PIN二極管開關(guān)，F(xiàn)ET開關(guān)，以及射頻為電子機械系統(tǒng)——MEMS開關(guān)等。據(jù)文獻中介紹，光學(xué)開關(guān)相對于其他類型的開關(guān)，有助于減少開關(guān)數(shù)量并且降低開關(guān)偏置線的影響。2.2加載可變電抗加載可變電抗元件的重構(gòu)方式與加載開關(guān)的重構(gòu)方式基本相同，兩者的區(qū)別只在于，前者能夠在一

7、定范圍內(nèi)實現(xiàn)對頻率的離散切換，后者則可以在兒個頻率之間進行連續(xù)調(diào)諧。文獻中一種連續(xù)調(diào)諧微帶貼片天線，就是在天線的兩輻射邊分別加載變?nèi)菀粯O管。變?nèi)莨艿姆雌妷悍秶?到30V之間，對應(yīng)其電容值可以從24連續(xù)變化至0.4pF。隨著偏置電壓的改變，加載貼片邊緣的電容值對天線的有效電長度進行調(diào)諧，由此可獲得一個大帶寬連續(xù)頻率調(diào)諧范圍。2.3改變機械結(jié)構(gòu)相對于電重構(gòu)方式，采用機械方式重構(gòu)天線結(jié)構(gòu)能夠獲得更大的頻率變化，不論是在開關(guān)離散重構(gòu)還是連續(xù)變化重構(gòu)的情況下。這種重構(gòu)方式的主要挑戰(zhàn)在于天線的物理設(shè)計，激勵機制，以及在結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化的同時對天線其他特

8、性性狀的保持上。一種通過機械結(jié)構(gòu)變化而連續(xù)調(diào)諧天線頻率的的例子是一個磁制動微帶天線。天線工作于26GHz附近。在天線表面附著一層很薄的磁